Question

【題目】鎳及其化合物是重要的合金材料和催化劑。

（1）基態(tài)鎳原子的價電子排布式為___，它核外有___種運動狀態(tài)不同的電子。

（2）Ni2+可以形成多種配離子，比如[Ni(NH3)4]2+、[Ni(CN)4]2-等。CN-中碳原子的雜化方式為___，與CN-互為等電子體的一種分子是___。[Ni(NH3)4]2+中H-N-H鍵角比NH3分子中H-N-H鍵角___（填“大”、“小”或“相等”），原因是___。

（3）元素銅與鎳的第二電離能分別為：I2(Cu)=1958kJ/mol、I2(Ni)=1753kJ/mol，銅的第二電離能更大的原因是___。

（4）NiO的晶體結構如圖甲所示，其中離子坐標參數(shù)A為（0，0，0），B為（1，1，0），則C離子坐標參數(shù)為___。

（5）一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”，可以認為O2-作密置單層排列，Ni2+填充其中（如圖乙），已知O2-的半徑為apm，設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，每平方米面積上分散的該晶體的質量為___g（用含a、NA的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】3d84s2 28 sp N2或CO 大 NH3中N的孤電子對形成配位鍵后，使N—H成鍵電子對所受斥力減小，鍵角增大 Cu+的價電子排布式為3d10，處于半充滿，而Ni+的價電子排布式為3d84s1，因此Cu+比Ni+穩(wěn)定，更難失電子 （1，，）

【解析】

(1)鎳原子的核電荷數(shù)為28，基態(tài)Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，原子核外不存在運動狀態(tài)完全相同的電子；

(2)根據(jù)CN-中碳原子的價層電子對數(shù)確定雜化方式；原子數(shù)目和價電子數(shù)相等的微粒互為等電子體；孤對電子與成鍵電子對之間排斥＞成鍵電子-成鍵電子排斥，鍵角被壓縮；

(3)核外電子處于半充滿、全充滿狀態(tài)時，能量較低較穩(wěn)定；

(4)NiO的晶體結構如圖甲所示，其中離子坐標參數(shù)A 為(0，0，0)，B為(1，1，0)，C在x、y、z軸上的投影分別是1、、；

(5)根據(jù)圖知，每個Ni原子被3個O原子包圍、每個O原子被3個Ni原子包圍，如圖所示，相鄰的3個圓中心連線為正三角形，三角形的邊長為2apm，每個三角形含有一個Ni原子，三角形的面積=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24a2m2，如圖實際上每個Ni原子被兩個小三角形包含小平行四邊形面積為2×10-24a2m2，O原子個數(shù)=×6=1，由此計算每平方米面積上分散的該晶體的質量。

(1)鎳原子的核電荷數(shù)為28，基態(tài)Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，則價電子排布式為3d84s2；原子核外不存在運動狀態(tài)完全相同的電子，則Ni核外有28種運動狀態(tài)不同的電子；

(2)CN-中碳原子的價層電子對數(shù)目為1+=2，則碳原子的雜化方式為sp；CN-的原子數(shù)目為2，價電子數(shù)為10，則與CN-互為等電子體的一種分子是N2或CO；NH3分子中N原子有1個孤對電子，[Ni(NH3)4]2+中NH3中N的孤電子對形成配位鍵后，使N—H成鍵電子對所受斥力減小，鍵角增大，則[Ni(NH3)4]2+中H-N-H鍵角大于NH3分子中H-N-H鍵角；

(3)Cu+的價電子排布式為3d10，處于全充滿，而Ni+的價電子排布式為3d84s1，因此Cu+比Ni+穩(wěn)定，更難失電子，所以銅的第二電離能較大；

(4)NiO的晶體結構如圖甲所示，其中離子坐標參數(shù)A 為(0，0，0)，B為(1，1，0)，C在x、y、z軸上的投影分別是1、、，所以C的晶胞參數(shù)為(1，，)；

(5)根據(jù)圖知，每個Ni原子被3個O原子包圍、每個O原子被3個Ni原子包圍，如圖所示，相鄰的3個圓中心連線為正三角形，三角形的邊長為2apm，每個三角形含有一個Ni原子，三角形的面積=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24a2m2，如圖實際上每個Ni原子被兩個小三角形包含小平行四邊形面積為2×10-24a2m2，O原子個數(shù)=×6=1，每平方米面積上分散的該晶體的質量==g。